ربات های صنعتی که در تعامل با انسان ها در محیطی ایمن و معین استفاده می شوند، با عنوان ربات های دستیار شناخته میشوند. در این تعامل، استفاده از ابزار ایمنی برای انسان ضرورتی ندارد. در این خصوص، ضروری است که ربات مد نظر بتواند با ضریب اطمینان بالایی عمل کند و برای انسان خطرآفرین نباشد.
ایده اصلی ربات های دستیار از پروژه تحقیقاتی که در سال 1995 میلادی انجام شد گرفته شده است که هدف آن ایجاد همکاری نزدیک بین ربات و مردم بوده است. تصویرسازی واقع گرایانه آن پژوهش در آن زمان، آغازگر حضور ربات های دستیار در سالن های مونتاژ کارگاه های تولیدی متعددی شد. اگر چه، تفاوت میان ربات های دستیار و ربات های صنعتی به معنای عام، همچنان برای عموم مردم واضح نیست اما با این وجود، امروزه ربات های دستیار بسیار مرسومند و مدام در حال رشد و توسعه از طریق فناوری های نوین و خلاقانه هستند.
ربات ها و ربات های دستیار
ربات ها در طول یک بازه چندین ساله در بخش صنعتی خود را اثبات نموده اند و اکنون بیش از پیش در کاربردهای روزمره و خانگی به کار برده می شوند. ربات های خانگی عموما یا برای انجام وظایف مفید و یا با هدف ایجاد سرگرمی طراحی شده اند. از جمله موارد به کارگیری موفق ربات های دستیار، شامل ماشین های چمن زنی خودکار و جاروبرقی های هوشمند هستند. ربات ها در صنعت در شرایطی به کار گرفته می شوند که بتوانند وظایف خود را به صورت خودکار و عموما بدون دخالت انسان اجرا کنند. در خصوص ربات های صنعتی عموما می توان گفت که باید بدون ارتباط متقابل با انسان و در فضایی جدا شده از آن ها کار خود را انجام دهند، در حالی که ربات های دستیار برای تعامل با انسان طراحی شده اند. ربات های دستیار مجهز به حسگر یا همان سنسور هستند و به گونه ای برنامه ریزی شده اند که در آستانه برخورد با یک مانع بتوانند خود را متوقف و خاموش نمایند. این برنامه ریزی مانع از بروز آسیب به انسان های پیرامون دستگاه می شود.علاوه بر آن، این حسگرها و دوربین ها برای تشخیص و تمایز اشیا به کار می روند؛ این کار حتی به سیستم امکان تمییز بین مثلا یک ابزار کار و یک عضو بدن انسان را می دهد.
توسعه ربات های دستیار در طول زمان
نسل اول ربات های دستیار قادر به حرکت مستقل نبودند و انسان ها حرکات مورد نیاز را برای ربات انجام می دادند. در نسل های بعدی و مدل های جدیدتر، ربات ها قادر به حرکت در راستای خاص و تغییر جهت حرکت خود بودند. بعدتر، آن ها قادر به انجام حرکات به صورت خودکار یا تحت کنترل خود ماشین شدند. بر خلاف بسیاری از ربات های صنعتی، ربات های دستیار قادر به تطبیق سرعت کار خود متناظر با سرعت کار انسان هستند، هر چند که از نظر تئوری در واقع قادر به انجام حرکات سریع تر نیز هستند. با این حال، نکته اصلی در انتخاب سرعت، حفظ ایمنی کارگر است. ربات های دستیار، عموما در کارهایی نظیر پیچ کردن یا استفاده از موادی که می توانند برای انسان خطرناک باشند به کار می روند. از این رو، جهت اطمینان از حفظ ایمنی انسان ها، برای قطعات مکانیکال و توانایی فنی دستگاه استانداردهای سختگیرانه ای در نظر گرفته می شود. از جمله قطعاتی که این استانداردها را دارا هستند، می توان به سری سروموتورهای هالو شفت از کمپانی هارمونیک درایو اشاره نمود که دارای یک بیرینگ ضد لغزش و خروجی هالوشفت می باشند؛ این سری نه تنها بسیار دقیقند، بلکه طراحی بسیار کم حجم و جمع و جوری نیز دارند.
ویژگی های ربات های دستیار
- سازه سبک و جمع و جور
- حسگرهای ایمنی
- طراحی ارگونومیک
- دقت پوزیشنینگ و ترکینگ (ردیابی) بالا
قابلیت تعامل با انسان ها
باید توجه داشت که هدف استفاده از ربات های دستیار، جایگزینی کامل انسان یا گرفتن کار از آنها نیست. در واقع، هدف اصلی استفاده از ربات های دستیار، یاری افراد در اجرای وظایف پیچیده است، یعنی ربات های دستیار، نه به جای مردم، بلکه در کنار آن ها و برای آن ها کار می کنند. انسان، یا به طور دقیق تر، کارگر، عموما کارهایی را انجام خواهد داد که طبیعت ظریف تری نسبت به توانایی های اجرایی یک ربات دستیار دارند. برای مثال، یک ربات دستیار می تواند برای تحویل قطعات به یک کارگر که باید کار دقیق و ظریفی را با آن قطعه انجام دهد، به کار گرفته شود. در طرف مقابل، ربات های صنعتی، ماشین هایی هستند که عموما توان اجرای سریع و قوی یک کار خاص به صورت از پیش برنامه نویسی شده ای را دارند، بدون آن که درکی از محیط پیرامون خود داشته باشند. ربات های صنعتی معمولا در قفس ها یا اتاق های ایزوله نصب می شوند تا تهدیدی برای ایمنی نیروی کار انسانی نباشند.
طیف وسیع کاربردها به لطف برنامه نویسی آسان
به عنوان یک اصل، ربات های دستیار به راحتی قابل برنامه ریزی هستند و می توانند جلوه های جدیدی از کار را به صورت مستقل یاد بگیرند در حالی که برنامه نویسی ربات های صنعتی کلاسیک نیازمند دانش و تکنیک های خاصی است. بسیاری از انواع ربات های دستیار قابلیت تقلید حرکات و بازآفرینی آن ها در صورت نیاز را دارند. برنامه نویسی آسان این دستگاه ها اما بیشتر وابسته به استفاده از رابط کاربری ساده آن ها است؛ مدل هایی در حال استفاده هستند که می توانند به کمک رابط های کاربری گرافیکی، برنامه نویسی و به کار گرفته شوند.
به لطف برنامه نویسی آسان و قدرت مانورشان، ربات های دستیار را می توان آزادانه در زنجیره تولید به کار گرفت و نیاز به مکان مشخصی ندارند. درصورتی که نیاز به بازسازی سالن تولید باشد، باز نمودن و نصب دوباره دستگاه هزینه چندانی برای کارفرما نخواهد داشت. این دستگاه ها می توانند به سقف یا کف متصل و به صورت افقی یا عمودی به کار گرفته شوند. استفاده از قطعات سبک در ساخت آن ها، پشتیبان چابکی آن ها در کار است.
ربات های دستیار، عضوی جدایی ناپذیر از انقلاب صنعتی چهارم
جای بحثی وجود ندارد که ربات های دستیار نقشی کلیدی را در پروژه های آتی انقلاب صنعتی چهارم که هدف آن دیجیتالی نمودن کامل تولید صنعتی است خواهند داشت. با این رویکرد، دیگر به ربات های دستیار تنها به چشم یک دستگاه نوآورانه در تولید که کار کارگران را قابل تحمل تر و ساده تر نماید، نگاه نمی شود، بلکه آن ها می توانند جمع آوری اطلاعات داخلی روند تولید را نیز ساده و بهینه نمایند. به کمک این اطلاعات است که می توان فعالیت تولیدی را به شکل موثر و مناسبی متحول نمود.
ایمنی ربات های دستیار، نقش مهمی در پیشرفت مداوم آن ها دارد. به این منظور، ربات های دستیار علاوه بر اجزای مختلفی که دارند، از سنسورهای نیرو، سنسورهای خازنی و سنسورهای نوری متعددی بهره می برند که وظیفه جمع آوری و ارائه لحظه ای اطلاعات را به نرم افزار رایانه ای خود دارند؛ در صورتی که نرم افزار بروز خطر یا خطایی را محتمل بداند، باید بتواند بلافاصله عملکرد دستگاه را متوقف سازد.
بیشتر بخوانید :